Усилители света

Усилители света

Есть такие вещества — электролю­минофоры. Когда сквозь них пропускают электрический ток, эти вещества (например, сернистый цинк, активированный медью) светятся. Свечение в кристаллах таких веществ возникает в результате того, что под действием электрического напряжения оба типа носителей зарядов — электроны и «дырки» (см. ст. «Полу­проводники» в т. 3 ДЭ) — начинают двигаться навстречу друг другу и сталкиваются. Выделяю­щаяся при этом энергия превращается в кванты светового излучения. Яркость свечения воз­растает по мере нарастания проходящего через них тока и его частоты.

Открытие явления электролюминесценции натолкнуло ученых на идею использовать его для создания усилителей яркости изображения. Для этого между пластин­ками, служащими электродами, помимо слоя электролюминофора, вводится еще слой чув­ствительного к свету полупроводника, например соединения кадмия с серой, селеном или теллу­ром. На участках полупроводника, куда падает наиболее яркий свет, сопротивление проходя­щему току резко уменьшается. Все приложенное к такому многослойному «пирожку» электри­ческое напряжение будет воздействовать только на слой электролюминофора, который в этих местах, естественно, станет светиться наиболее ярко. Там же, где на поверхность полупровод­ника упадет мало света, его сопротивление оста­нется высоким и большая доля приложенного напряжения придется уже на долю полупровод­ника. Прилегающий к нему участок электролю­минофора из-за недостатка приходящегося на его долю напряжения светиться уже не будет. И если направить на такое устройство почти не воспринимаемое глазом слабое световое изобра­жение, на его противоположной, светящейся стороне можно получить яркую, усиленную копию.

Явление электролюминесценции позволяет также превращать в видимое изображение, по­лучаемое в невидимых инфракрасных, ультра­фиолетовых и рентгеновских лучах. Для этого выбирается полупроводник, меняющий свое электрическое сопротивление только под дей­ствием каких-либо из этих невидимых лучей. Но это не все. Усиленное изображение во всех таких установках сразу же исчезает, как только прекращается воздействие света или электрического тока. Во многих же случаях бывает очень важно сохранить полученное изображение как можно дольше, чтобы успеть изучить его детали, переснять на специальные фотопластинки и т. д.

Совсем недавно ученые создали новый вид люминофора, способного как к электролюминес­ценции, так и к фотолюминесценции (свечение под действием света). Если этот состав нахо­дится в темноте, он не светится и через него проходит очень слабый ток. Но достаточно све­ту или какому-нибудь другому излучению «вклю­чить» электролюминесцентный механизм такого вещества, как появляется свечение, яркость которого пропорциональна силе и продолжи­тельности этого возбуждающего излучения. При этом после того, как облучение прекращается, экран продолжает еще довольно долго светиться. Чувствительность устройства настолько высока, что позволяет, например, сократить время рентгеновского просвечивания больного до долей секунды.

Многого ждут от усилителей света астро­номы. Важнейшие исследования обозримой Вселенной в наши дни осуществляются с по­мощью фотографии. Но чтобы, несмотря на ат­мосферу, искажающую картину звездного неба, сделать четкий и яркий снимок, приходится пользоваться особыми сверхчувствительными фотопластинками и сверхгигантскими телеско­пами. И все равно света не хватает — снимок приходится выдерживать десятками минут и даже часами. За это время, естественно, дви­жение атмосферы делает свое «черное» дело: изображение смазывается, расплывается, те­ряет четкость. Отсюда задача — сократить лю­быми способами время выдержки при съемке.

Решить проблему удалось с помощью преоб­разователей и усилителей света, главная часть которых — все те же полупроводники. Благода­ря им принимаемое на экран телевизионных трубок изображение можно сделать достаточно ярким, чтобы получить фотоснимки в доли секунды.

Подобный телевизионный телескоп не толь­ко усиливает яркость изображения, но и поз­воляет увеличить его размеры на экране, уси­лить контрастность. Более того, применяя передающие трубки, особо чувствительные к инфракрасным или ультрафиолетовым лучам, можно наблюдать небесные тела в тех участках спектра электромагнитных волн, к которым и глаз, и фотопластинки нечувствительны.